OLED技術的工作原理及其發光過程全解析
OLED是一種由有機分子薄片組成的固態設備，施加電力之後就能發光。OLED能讓電子設備產生更明亮、更清晰的圖像，其耗電量小於傳統的發光二極體（LED），也小於當今人們使用的液晶顯示器（LCD）。 在本文中，您將了解到OLED技術的工作原理，OLED有哪些類型，OLED同其他發光技術相比的優勢與不足，以及OLED需要克服的一些問題。 類似於LED，OLED是一種固態半導體設備，其厚度
OLED是一種由有機分子薄片組成的固態設備，施加電力之後就能發光。OLED能讓電子設備產生更明亮、更清晰的圖像，其耗電量小於傳統的發光二極體（LED），也小於當今人們使用的液晶顯示器（LCD）。
在本文中，您將了解到OLED技術的工作原理，OLED有哪些類型，OLED同其他發光技術相比的優勢與不足，以及OLED需要克服的一些問題。
類似於LED，OLED是一種固態半導體設備，其厚度為100-500納米，比頭髮絲還要細200倍。OLED由兩層或三層有機材料構成；依照最新的OLED設計，第三層可協助電子從陰極轉移到發射層。本文主要涉及的是雙層設計模型。
一、OLED的結構
OLED由以下各部分組成：
OLED的結構
基層（透明塑料，玻璃，金屬箔）——基層用來支撐整個OLED。
陽極（透明）——陽極在電流流過設備時消除電子（增加電子「空穴」）。
有機層——有機層由有機物分子或有機聚合物構成。
導電層——該層由有機塑料分子構成，這些分子傳輸由陽極而來的「空穴」。可採用聚苯胺作為OLED的導電聚合物。
發射層——該層由有機塑料分子（不同於導電層）構成，這些分子傳輸從陰極而來的電子；發光過程在這一層進行。可採用聚芴作為發射層聚合物。
陰極（可以是透明的，也可以不透明，視OLED類型而定）——當設備內有電流流通時，陰極會將電子注入電路。
二、OLED的製造
OLED生產過程中最重要的一環是將有機層敷塗到基層上。完成這一工作，有三種方法：
1、真空沉積或真空熱蒸發（VTE）
位於真空腔體內的有機物分子會被輕微加熱（蒸發），然後這些分子以薄膜的形式凝聚在溫度較低的基層上。這一方法成本很高，但效率較低。
2、有機氣相沉積（OVPD）
在一個低壓熱壁反應腔內，載氣將蒸發的有機物分子運送到低溫基層上，然後有機物分子會凝聚成薄膜狀。使用載氣能提高效率，並降低OLED的造價。
3、噴墨列印
利用噴墨技術可將OLED噴洒到基層上，就像列印時墨水被噴洒到紙張上那樣。噴墨技術大大降低了OLED的生產成本，還能將OLED列印到表面積非常大的薄膜上，用以生產大型顯示器，例如80英寸大屏幕電視或電子看板。
OLED製造
三、OLED的發光過程
OLED發光的方式類似於LED，需經歷一個稱為電磷光的過程。
OLED的發光過程
具體過程如下：
1、OLED設備的電池或電源會在OLED兩端施加一個電壓。
2、電流從陰極流向陽極，並經過有機層（電流指電子的流動）。
3、陰極向有機分子發射層輸出電子。
4、陽極吸收從有機分子傳導層傳來的電子。（這可以視為陽極向傳導層輸出空穴，兩者效果相等。
5、 在發射層和傳導層的交界處，電子會與空穴結合。
6、電子遇到空穴時，會填充空穴（它會落入缺失電子的原子中的某個能級）。
7、這一過程發生時，電子會以光子的形式釋放能量。
8、OLED發光。
9、光的顏色取決於發射層有機物分子的類型。生產商會在同一片OLED上放置幾種有機薄膜，這樣就能構成彩色顯示器。
10、光的亮度或強度取決於施加電流的大小。電流越大，光的亮度就越高。
四、OLED的分類
以下是幾種OLED：被動矩陣OLED、 主動矩陣OLED、透明OLED、頂部發光OLED、可摺疊OLED、白光OLED等。
每一種OLED都有其獨特的用途。接下來，我們會逐一討論這幾種OLED。首先是被動矩陣和主動矩陣OLED。
被動矩陣OLED（PMOLED）
被動矩陣OLED結構
PMOLED具有陰極帶、有機層以及陽極帶。陽極帶與陰極帶相互垂直。陰極與陽極的交叉點形成像素，也就是發光的部位。外部電路向選取的陰極帶與陽極帶施加電流，從而決定哪些像素髮光，哪些不發光。此外，每個像素的亮度與施加電流的大小成正比。
PMOLED易於製造，但其耗電量大於其他類型的OLED，這主要是因為它需要外部電路的緣故。PMOLED用來顯示文本和圖標時效率最高，適於製作小屏幕（對角線2-3英寸），例如人們在行動電話、掌上型電腦 以及MP3播放器上經常能見到的那種。即便存在一個外部電路，被動矩陣OLED的耗電量還是要小於這些設備當前採用的LCD。
主動矩陣OLED（AMOLED）
主動矩陣OLED結構
AMOLED具有完整的陰極層、有機分子層以及陽極層，但陽極層覆蓋著一個薄膜晶體管（TFT）陣列，形成一個矩陣。TFT陣列本身就是一個電路，能決定哪些像素髮光，進而決定圖像的構成。
AMOLED的耗電量低於PMOLED，這是因為TFT陣列所需電量要少於外部電路，因而AMOLED適合用於大型顯示屏。AMOLED還具有更高的刷新率，適於顯示視頻。AMOLED的最佳用途是電腦顯示器、大屏幕電視以及電子告示牌或看板。
透明OLED
透明OLED結構
透明OLED只具有透明的組件（基層、陽極、陰極），並且在不發光時的透明度最高可達基層透明度的85%。當透明OLED顯示器通電時，光線可以雙向通過。透明OLED顯示器既可採用被動矩陣，也可採用主動矩陣。這項技術可以用來製作多在飛機上使用的平視顯示器。
頂部發光OLED
頂部發光OLED具有不透明或反射性的基層。它們最適於採用主動矩陣設計。生產商可以利用頂部發光OLED顯示器製作智能卡。
頂部發光OLED結構
可摺疊OLED
可摺疊OLED的基層由柔韌性很好的金屬箔或塑料製成。可摺疊OLED重量很輕，非常耐用。它們可用於諸如行動電話和掌上型電腦等設備，能夠有效降低設備破損率，而設備破損是退貨和維修的一大誘因。將來，可摺疊OLED有可能會被縫合到纖維中，製成一種很「智能」的衣服，舉例來說，未來的野外生存服可將電腦晶元、行動電話、GPS接收器和OLED顯示器通通集成起來，縫合在衣物裡面。
白光OLED
白光OLED所發白光的亮度、均衡度和能效都要高於日光燈發出的白光。白光OLED同時具備白熾燈照明的真彩特性。我們可以將OLED製成大面積薄片狀，因此OLED可以取代目前家庭和建築物使用的日光燈。將來，使用OLED有望降低照明所需的能耗。
五、OLED技術優勢
目前，LCD是小型設備顯示器的首選，而大屏幕電視採用LCD的情況也很普遍。常規LED可以用來構成電子錶和其他電子設備上的數字。OLED則具備很多LCD與LED所不具備的優勢：
相較於LED或LCD的晶體層，OLED的有機塑料層更薄、更輕而且更富於柔韌性。
OLED的發光層比較輕，因此它的基層可使用富於柔韌性的材料，而不會使用剛性材料。OLED基層為塑料材質，而LED和LCD則使用玻璃基層。
OLED比LED更亮。OLED有機層要比LED中與之對應的無機晶體層薄很多，因而OLED的導電層和發射層可以採用多層結構。此外，LED和LCD需要用玻璃作為支撐物，而玻璃會吸收一部分光線。OLED則無需使用玻璃。
OLED並不需要採用LCD中的逆光系統，LCD工作時會選擇性地阻擋某些逆光區域，從而讓圖像顯現出來，而OLED則是靠自身發光。因為OLED不需逆光系統，所以它們的耗電量小於LCD（LCD所耗電量中的大部分用於逆光系統）。這一點對於靠電池供電的設備（例如行動電話）來說，尤其重要。
OLED製造起來更加容易，還可製成較大的尺寸。OLED為塑膠材質，因此可以將其製作成大面積薄片狀。而想要使用如此之多的晶體並把它們鋪平，則要困難得多。
OLED的視野範圍很廣，可達170度左右。而LCD工作時要阻擋光線，因而在某些角度上存在天然的觀測障礙。OLED自身能夠發光，所以視域範圍也要寬很多。
六、OLED的問題
OLED似乎是一項完美無缺的技術，適合各類的顯示器，但它也存在一些問題：
壽命：儘管紅色和綠色的OLED薄膜壽命較長（10000-40000小時），但根據目前的技術水準，藍色有機物的壽命要短的多（僅有約1000小時）。
製造：OLED的造價目前還比較高。
水：OLED如果遇水，很容易就會損毀。
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